Projekttitel: Komponentenverantwortung bei Produkt- und Hardwareentwicklung
                    eines elektromechanischen Antriebssystems für Computertomographen

Zeitraum:     05.2012 - 12.2013
Branche:      Medizintechnik, Computertomographie (CT), Antriebssysteme

Rolle /
Tätigkeit:  Entwicklungsingenieur in der Hardwareentwicklung /

                 Projektleitung für CT-Komponenten, Konzeptplanung, Planung der
                 Arbeitspakete von der Prototypenentwicklung bis hin zur Realisierung der
                 Fertigungsmuster, Erstellung von Lastenheften, Testspezifikationen, FEMA,
                 Durchführung der Abnahmetests und Erstellen der Testprotokolle nach TÜV
                 und FDA Vorgaben und in der Medizintechnik relevanten Normen,
                 Systemintegration und Inbetriebnahme, Kommunikation mit den Zulieferern,
                 Unterstützung bei zulassungsrelevanten Tests durch externe Prüfer

Beschreibung: Für eine neue Generation von Computertomographen wurde für ein
                  elektromechanisches Antriebssystem die Projektkoordination und
                  Entwicklungsverantwortung übernommen. Dabei ist eine Planung der
                  Arbeitspakete von der Konzeptphase über die Entwicklungsphase und
                  Prototypenentwicklung, dem Aufbau der Fertigungsmuster durchgeführt
                  worden. Die terminliche und technische Abstimmung zwischen den Teams
                  Softwareentwicklung, Elektronikentwicklung, mechanische Konstruktion,
                  Werkstatt, Testcenter, Fertigung, Qualitätssicherung, und den einzelnen
                  Zulieferern waren ebenfalls Bestandteil dieser Tätigkeit.

Die Ansteuerung des elektromechanischen Teilsysteme erfolgt über
CAN / CANopen DS402. Im Konzept wurden unter anderem Vorgaben zu
der Positionierung im Mikrometerbereich, zum Notbremsverhalten, den
Drehzahlschwankungen, den Kosten, der Systemstabilität und der
Wartungsfreiheit berücksichtigt. Die Spezifikationen der Komponenten
wurden mit Hilfe der Methoden des Requirement Engineering und nach dem
V-Model aus den Anforderungen des Gesamtsystems abgeleitet. Weiterhin
sind die geeigneten EMV-Maßnahmen für die Antriebsleistungen von bis zu
22kW unter Berücksichtigung der in der Medizintechnik relevanten Normen
entwickelt und detailliert im Lastenheft beschrieben worden.
Die Auswahl geeigneter Zulieferer für alle benötigten Teilsysteme wie
Frequenzumrichter, Motor, dU/dt-Filter, Bremswiderstände,
Notbremsbaugruppe, induktive Inkrementalgeber, Verkabelung usw., die
Kommunikation mit den Herstellern und deren Entwicklungsabteilungen und
die gemeinsame Erarbeitung technischer Detaillösungen, der Preisgestaltung,
der Spezifikation und der Dokumentationen sowie die Verfolgung der
Arbeitsfortschritte und der Termintreue bis zur Serienfreigabe gehörten mit
zu den übernommenen Aufgaben.

eingesetzte

Technologien /
Stichworte:       Motorregelungen, Requirement Engineering, Lastenheft, Pflichtenheft,

                          DIN EN/UL 60601, Testdurchführung, Testprotokolle, Auslenkung der

                          Zulieferer, CAN / CANopen DS402, DS301, Oszilloskop,

                         Office 2007, Excel 2007, Powerpoint 2007, SAP R/3, EMV-Maßnahmen,
                         Umrichterkonfiguration, Filter, Bremswiderstände, effizienter Synchronmotor
                         in Sonderbaugröße, Positionserfassung im Mikrometerbereich.

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Projekttitel: Messtechnische Erfassung von mechanischen und elektrischen
                    Kenngrößen einer elektrischen Maschine für Röntgenstrahler

Zeitraum: 04.2012 - 08.2012

Branche: Medizintechnik, Röntgenstrahler, Antriebssysteme

Rolle /

Tätigkeit: Entwicklungsingenieur, Testingenieur in der Vorentwicklung

                Hardwareentwicklung, Konstruktion, Durchführung und Auswertung von
                Messreihen in der Forschung und Vorentwicklung

Beschreibung: Für ein Forschungsprojekt wurde der Anodenantrieb eines
                Röntgenstrahlerprototypen in Betrieb genommen. Zur halbautomatischen
                messtechnischen Untersuchung ist dieser Motor in einer Testumgebung mit
                Lastmotor, Drehmomentenmesswelle, Strom-, Spannungs- und
                Leistungsmessung integriert worden. Die Messergebnisse wurden
                mathematisch und statistisch ausgewertet und zur Darstellung graphisch
                aufbereitet.

Stichworte:  Motorregelung, Motormessstand, automatisierte Testdurchführung,

                Berechnungen physikalischer Größen.

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Projekttitel: Antriebsoptimierungen bei klassischen Röntgenstrahlern

Zeitraum:     05.2011 - 04.2012
Branche:      Medizintechnik, Röntgenstrahler, Antriebssysteme

Rolle /
Tätigkeit:    Entwicklungsingenieur, Hardwareentwicklung,

        Konstruktion, Berechnung von elektrischen Maschinen,
        Durchführung von Messreihen, Konzeptentwicklung

Beschreibung: Bei klassischen Röntgenstrahlern werden auf den

        rotierenden Anodenteller ein Elektronenstrahl
        gerichtet. Mit einer Hochspannung von 60kV bis 160kV
        werden diese Elektronen beschleunigt und durch die
        Feldform des elektrischen Feldes fokussiert. Für die
        in der Serienherstellung befindlichen Röntgenstrahler
        wurden deren Anodenantriebe untersucht und Maßnahmen
        zur Steigerung der Effizienz definiert. Auch Maßnahmen
        zur Verminderung von EMV-Störungen auf den
        Elektronenstrahl zur Verbesserung des Brennpunktes
        sind in diesem Rahmen entwickelt und umgesetzt
        worden. Nach der Analyse, der Berechnung mittels
        FEM-Rechnung und der Spezifikation von mehreren
        Optimierungen beim Stator, Rotor, den
        Einbaubedingungen als auch in der Motorregelung,
        wurden die Auswirkungen und Vorteile einzeln
        messtechnisch mit Hilfe von Prototypen in speziellen
        Testständen ermittelt und dokumentiert.

Stichworte:   Motorregelung, Leistungselektronik, Konzepterstellung,

        Vorentwicklung, Testdurchführung,
        Umrichterkonfiguration analytische und
        FEM-Berechnungen, Excel, Mathcad, Simplorer, LTSpice,
        Schaltungsentwicklung

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Projekttitel: Entwicklung, Auslegung und Optimierung  des

                Anodenantriebs von Hochleistungs-Röntgenstrahlern

Zeitraum:     12.2009 - 09.2011
Branche:      Medizintechnik, Röntgenstrahler, Antriebssysteme

Rolle /
Tätigkeit:    Entwicklungsingenieur, Hardwareentwicklung,

        Konstruktion, Berechnung von elektrischen Maschinen,
        Aufbau und Beschaffung von Testumgebungen,
        Testständen, Durchführung von Prototypentests,
        Auslenkung der Zuliefererfirmen

Beschreibung: Moderne Hochleistungs-Röntgenstrahler enthalten am einen

        Ende einer gelagerten Achse eine scheibenförmige
        Anode. Diese wird durch eine elektrische Maschine am
        anderen Ende der Achse angetrieben. An diesem Antrieb
        bestehend aus Leistungselektronik und elektrischer
        Maschine sind technische Anforderungen wie
        Wirkungsgrad, Umgebungsbedingungen, Gleichlauf bei
        konstanter Drehzahl, Drehmomentenkennlinie,
        Verlustleistungen im Anlauf und im Arbeitspunkt
        usw. gestellt. Nach der Analyse existierender Konzepte
        wurde eine komplette Neuentwicklung eines serienreifen
        Anodenantriebes von der Spezifikationserstellung über
        analytische Auslegung und FEM Berechnungen des Motors,
        der Konstruktion der Bauteile Stator, Rotor und
        Kühlung bis hin zur Fertigung von Funktionsmustern und
        deren Testumgebungen durchgeführt. Dabei wurde
        interdisziplinär die Aspekte der Röhrenkonstruktion,
        der Vorgaben der Physiker, der
        Herstellungsmöglichkeiten bei den Zulieferfirmen
        einzelner Komponenten und des Einkaufs in einem
        serienreifen Antrieb umgesetzt. Abschließend wurde zur
        Verifikation der Antrieb in einem Motorteststand mit
        Drehmomentenmesswelle untersucht.

Stichworte:   Motorregelung, Leistungselektronik, Serienproduktion,

        Konzepterstellung, Vorentwicklung, Testdurchführung,
        Auslenkung der Zulieferer, Umrichterkonfiguration
        analytische und FEM Berechnungen, Excel, Mathcad,
        Simplorer, LTSpice, Schaltungsentwicklung

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Projekttitel: Komponentenverantwortung während des Anlaufs der

        Serienproduktion und Produkteinführung der Umrichter
        gestützten elektromechanischen Antriebssysteme für
        Computertomographen sowie die Weiterentwicklung der
        Antriebskonzepte

Zeitraum:     07.2008 - 08.2009
Branche:      Medizintechnik, Computertomographie (CT), Antriebssysteme

Rolle /
Tätigkeit:    Entwicklungsingenieur, Komponentenverantwortung und

        Hardwareentwicklung, Fehlersuche und Fehlerbehebung in
        Serienanlagen, Durchführung von Schulungen, Erstellung
        von Konzeptpapieren, Aufbau von Testumgebungen,
        Durchführung von Prototypentests, Auslenkung der
        Zuliefererfirmen

Beschreibung:  Beim Start der Serienproduktion der CT-Geräte wurden

         geeignete Schulungsunterlagen und Schulungen für die
         Techniker aus der Produktionslinie sowie für die
         Servicetechniker erstellt und durchgeführt. Bei
         technischen Problemen während der Produktanlaufphase
         in der Fertigung oder den Abnahmetests wurden die
         Fehler analysiert, Lösungen erarbeitet und damit
         behoben. Die während der Produktanlaufpahse erkannten
         notwendigen Änderungen für die Komponente konnten unter
         Beachtung der in der Medizintechnik gültigen
         zulassungsrelevanten Vorgaben und Normen als auch
         unter Gesichtspunkten der Produktionssicherheit für
         das Gesamtsystem unter Einbeziehung der
         Zulieferer durchgeführt werden. Parallel dazu wurden
         Machbarkeitsstudien und neue Konzepte für die
         Weiterentwicklung der Antriebskonzepte zukünftiger
         High End CT-Modelle erstellt, Prototypen hierfür
         aufgebaut und orientierende Messungen durchgeführt.

Stichworte:    Motorregelung, DIN EN/UL 60601, Serienproduktion,
        

         Konzepterstellung, Vorentwicklung, Testdurchführung,
         Auslenkung der Zulieferer, Systemidentifikation und
         Berechnungen mit Matlab, Messungen mit Labview, Office
         2003, Umrichterkonfiguration

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Projekttitel:  Komponentenverantwortung bei Produkt- und

         Hardwareentwicklung der Umrichter gestützten
         elektromechanischen Antriebssysteme für
         Computertomographen bis hin zur Serienproduktion

Zeitraum:      10.2006 - 07.2008
Branche:       Medizintechnik, Computertomographie (CT), Antriebssysteme

Rolle /
Tätigkeit:     Entwicklungsingenieur, Projektleitung für CT-Komponenten,

            Programmierung und Hardwareentwicklung, Erstellung von
            Lastenheften, Testspezifikationen, Durchführung der
            Abnahmetests und Erstellen der Testprotokolle,
            Systemintegration und Inbetriebnahme, Kommunikation
            mit Zulieferern

Beschreibung:  Für eine neue Generation von Computertomographen wurde

         für zwei unterschiedliche elektromechanische
         Antriebssysteme die Projektkoorodination und
         Entwicklungsverantwortung übernommen. Dabei ist eine
         Planung der Arbeitspakete von der Konzeptphase über
         die Entwicklungsphase und Prototypenentwicklung, dem
         Aufbau der Fertigungsmuster bis hin zur
         Serienfertigungsfreigabe mit terminlicher und
         technischer Abstimmung zwischen den Teams
         Softwareentwicklung, Elektronikentwicklung,
         Konstruktion, Werkstatt, Testcenter, Fertigungund den
         einzelnen Zulieferern durchgeführt worden.
        
         Für die Erstellung der 3D-Röntgenbilder müssen diese
         CT-Anlagen den Röntgenstrahler, Detektor sowie die
         benötigte Elektronik mit einer Gesamtmasse größer 1t
         mit hohen Geschwindigkeiten größer 210 rpm um den
         Patienten bewegen. Zusätzlich soll dieses rotierende
         System mit der Scanebene geneigt werden. Die
         Ansteuerung dieser beiden elektromechanischen
         Teilsysteme erfolgt über CAN/CANopen DS402. Die
         Spezifikationen der beiden Komponenten wurde mit Hilfe
         der Requierement Engineering Entwicklung und nach dem
         V-Model aus den Anforderungen des Gesamtsystems
         abgeleitet. Weiterhin sind die zwei Antriebskonzepte
         und die geeigneten EMV-Massnahmen für
         Antriebsleistungen von bis zu 25kW unter
         Berücksichtigung der in der Medizintechnik relevanten
         Normen entwickelt und detailliert im Lastenheft
         beschrieben worden.
        
         Die Auswahl geeigneter Zulieferer für Teilsysteme, die
         Kommunikation mit den Herstellern und deren
         Entwicklungsabteilungen für technische Detaillösungen,
         der Preisgestaltung, Spezifikation und Dokumentationen
         gehörten, sowie die Verfolgung der Arbeitsfortschritte
         und Termintreue bis zur Serienfreigabe, mit zu den
         übernommenen Aufgaben.

         Nach der Erstellung und der Archivierung mit SAP R3
         der Testspezifikationen und zulassungsrelevanten
         Dokumenten nach TÜV und FDA Vorgaben erfolgte die
         Validierung der Prototypen, die technische Begleitung
         aller Antriebskomponenten Umrichter, Motor,
         Verkabelung, Entstörfilter, Bremswiderstände und
         Getriebe bei der Systemintegration, die Unterstützung
         der zulassungsrelevanten Tests durch externe Prüfer in
         Abstimmung aller Arbeitsgruppen. Dabei wurden die
         Umrichter konfiguriert, Testelektronik aufgebaut und
         entwicklungsbegleitende Messungen mit Oszilloskop,
         Labview FAMOS und kundenspezifischen Testumgebungen
         als auch Simulationen, Berechnungen so wie
         FFT-Analysen mit Matlab durchgeführt.

Stichworte:    Motorregelung, Lastenheft, Pflichtenheft, DIN EN/UL 60601

         Testdurchführung, Testprotokolle, Auslenkung der
         Zulieferer, CAN / CANopen DS402, DS301, Schwingungsanalysen über
         FFT mit Matlab, Messungen mit Labview, Oszilloskop
         Office 2003, FAMOS, EMV-Maßnahmen, Umrichterkonfiguration

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Projekttitel:  Prüfung der Qualifizierung von Motorlieferanten für

         CT-Anlagen

Zeitraum:      04.2006 - 10.2006
Branche:       Medizintechnik, Computertomographie (CT), Antriebssysteme

Rolle /
Tätigkeit:     Entwicklungsingenieur, Erstellung von Lastenheften,

         Testprotokollen, Durchführung der Abnahmetests,
         Inbetriebnahme

Beschreibung:  Im Computertomograph werden Röntgenstrahler, Detektor

         und die dazu benötigte Elektronik durch ein
         elektrisches Antriebssystem rotiert. Für den hierzu
         eingesetzten Synchronmotor wurde ein weiterer neuer
         Lieferant ausgesucht.

         Zur Qualifizierung mussten die technischen Dokumente
         wie Pflichtenheft und Datenblätter geprüft, eine
         Werksbesichtigung durchgeführt und der Motor nach
         Vorgaben aus der Testspezifikation im System mit
         kundenspezifischen Testtools und Testumgebungen
         geprüft werden. Mit der Entwicklungsabteilung des
         Zulieferers wurden die Dokumente an die Anforderungen
         für die Medizintechnik angepasst. Die Dokumente wurden
         mit SAP R3 archiviert und verwaltet.

Stichworte:   Motorregelung, Lastenheft, Pflichtenheft,

        Testdurchführung, Testprotokolle, Auslenkung der
        Zulieferer, SAP R3